Jak powstają mikroskopijne tranzystory na mikroczipach?

Jak coś w rodzaju mikroczipa, który jest już mały, ponieważ jest w stanie pomieścić nawet mniejsze tranzystory w milionach w tak małej skali? Wydaje się, że to taki wyczyn dla maszyny, która jest w stanie zrobić coś tak małego i jednocześnie funkcjonalnego. Może zastanawiam się nad tym lub nie rozumiem, ale jak to możliwe, aby stworzyć tak mały tranzystor, którego nie widać gołym okiem, ale działa. Jaka maszyna może to zrobić? Zwłaszcza w latach 60.

Mikroczipy są wykonywane przy użyciu bardzo szerokiej gamy etapów procesu. Zasadniczo każdy krok składa się z dwóch głównych elementów - maskowania obszarów do działania, a następnie wykonywania niektórych operacji na tych obszarach. Krok maskowania można wykonać za pomocą kilku różnych technik. Najczęstszy nazywa się fotolitografią. W tym procesie opłatek jest powlekany bardzo cienką warstwą światłoczułej substancji chemicznej. Ta warstwa jest następnie eksponowana w bardzo skomplikowany wzór, który jest rzutowany z maski za pomocą światła o krótkiej długości fali. Zestaw zastosowanych masek decyduje o konstrukcji chipa, są one ostatecznym produktem procesu projektowania chipa. Rozmiar cechy, który można rzutować na powłokę fotolitograficzną na waflu, zależy od długości fali zastosowanego światła. Po odsłonięciu fotorezystu jest on następnie rozwijany w celu odsłonięcia leżącej pod nim powierzchni. Na odsłonięte obszary można operować innymi procesami - np. Trawieniem, implantacją jonów itp. Jeśli fotolitografia nie ma wystarczającej rozdzielczości, istnieje inna technika, która wykorzystuje zogniskowane wiązki elektronów do zrobienia tego samego. Zaletą jest to, że nie są wymagane żadne maski, ponieważ geometria jest po prostu programowana w maszynie, jednak jest znacznie wolniejsza, ponieważ wiązka (lub wiele wiązek) musi wyśledzić każdą indywidualną cechę.

Same tranzystory zbudowane są z kilku warstw. Obecnie większość układów to CMOS, więc krótko opiszę, jak zbudować tranzystor MOSFET. Metodę tę nazywa się metodą „samonastawnej bramki”, ponieważ bramka jest kładziona przed źródłem i odpływem, aby kompensować wszelkie niewspółosiowość bramki. Pierwszym krokiem jest ułożenie studni, w których umieszczone są tranzystory. Studnie przekształcają krzem w odpowiedni typ do budowy tranzystora (musisz zbudować MOSFET z kanałem N na krzemie typu P i MOSFET z kanałem P na krzemie typu N). Odbywa się to poprzez nałożenie warstwy fotorezystu, a następnie za pomocą implantacji jonów, aby wtłoczyć jony do płytki w odsłoniętych obszarach. Następnie tlenek bramki wyrasta na waflu. W przypadku chipów krzemowych stosowanym tlenkiem jest zwykle dwutlenek krzemu - szkło. Odbywa się to poprzez pieczenie czipu w piekarniku z tlenem w wysokiej temperaturze. Następnie na wierzch tlenku nakładana jest warstwa polikrzemu lub metalu. Ta warstwa utworzy bramę po wytrawieniu. Następnie warstwa fotorezystu zostaje odłożona i odsłonięta. Odsłonięte obszary są wytrawiane, pozostawiając bramki tranzystora. Następnie wykorzystuje się kolejną rundę fotolitografii do maskowania obszarów źródeł tranzystorów i drenów. Implantacja jonów służy do tworzenia elektrod źródłowych i drenażowych w odsłoniętych obszarach. Sama elektroda bramkowa działa jak maska ​​kanału tranzystorowego, zapewniając dopływ źródła i odpływu dokładnie do krawędzi elektrody bramkowej. Następnie wafel jest wypiekany, tak aby wszczepione jony delikatnie przesuwały się pod elektrodą bramkową. Po tym,

Odkopałem kilka przyzwoitych filmów, które w rzeczywistości są filmami edukacyjnymi, a nie PR:

http://www.youtube.com/watch?v=35jWSQXku74

http://www.youtube.com/watch?v=z47Gv2cdFtA

Jest to proces fotograficzny, podobny pod pewnymi względami do kamery filmowej z osobnymi etapami ekspozycji i rozwoju. Nie muszą drukować funkcji w rzeczywistym rozmiarze; mogą wydrukować je w rozmiarze, który mogą obsłużyć i użyć soczewek, aby skupić obraz na krzemie.